本文将伴随同化技术应用于一个简单的渤、黄海三维营养盐-浮游植物-浮游动物-碎屑(NPZD)海洋生态系统动力学模型,通过孪生实验对生态模型参数的相关性问题进行研究,并检验随机误差对伴随同化反演模型参数效果的影响。孪生实验结果显示,当把模型中全部的生态参数作为控制变量同时反演时,虽然代价函数有所下降,但约半数的控制变量没有得到有效的反演。对模型中的参数进行敏感性分析之后,提出了一种判断参数相关性的新方法。该方法通过比较代价函数对参数的梯度表达式,根据梯度表达式中Lagrange乘子的线性组合项的不同对参数分组,可以直接定性的判断出生态参数之间的相关性。新方法与传统的敏感性实验方法相比,二者的结果一致,但由于不需进行繁琐的敏感性实验,因而更为简单。根据敏感性分析的结果,模型参数被分为5组,从每组中选择一个代价函数值最大的参数作为控制变量,将控制变量的个数从12个减少到5个。进一步的孪生实验表明,由于第2组(10℃时浮游动物最大捕食率、Ivlev捕食常数、浮游动物生长温度调节系数)中的参数在反演过程中所对应的梯度值比其它参数对应的梯度值要至少小一个量级,导致了该组参数在一维搜索中无法获得有效的步长,从而使该组参数反演结果不好。在从控制变量中排除了第2组中的参数之后,对余下的4个控制变量取得了较好的反演结果,反演值与真值之间的相对误差小于1.0×10-2。当观测中含有范围为±30%的随机观测误差时,观测误差对控制变量的反演效果影响很小。在将随机误差范围改为0-30%后,观测误差对控制变量的反演影响很明显,除浮游植物最大生长率之外,其它控制变量的反演值与初始值相比几乎没有改变。在未被选作控制变量的其它8个参数中加入随机误差后,控制变量的反演值与其真值间的误差增加了,但伴随同化方法依然有效,代价函数值下降到同化前的1%。